(57)【要約】【課題】  低インピーダンス特性を有し、さらに高温寿命特性も良好な電解コンデンサ用電解液およびそれを用いた電解コンデンサを提供する。【解決手段】  電解コンデンサ用電解液の溶質としてボロジグリコール酸三級アミン塩を用い、さらに高沸点溶媒、またはリン酸処理箔、または含水率０．７ｗｔ％以下のコンデンサ素子、または耐熱性合成樹脂からなるセパレータ、または吸水剤、または可撓性材料からなるチューブを備えた封口体を用いているので、低インピーダンス特性を有し、高温寿命特性も良好な電解コンデンサを提供することができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボロジグリコール酸三級アミン塩および、高沸点溶媒を含有する電解コンデンサ用電解液を用いた電解コンデンサ。
【請求項２】
高沸点溶媒が３−メチルスルホラン、２，４−ジメチルスルホランである請求項１記載の電解コンデンサ用電解液。
【請求項３】
陽極電極箔と陰極電極箔とセパレータを巻回し、かつ電解液を含浸したコンデンサ素子を外装ケースに収納してなる電解コンデンサにおいて、前記電解液としてボロジグリコール酸三級アミン塩を含有する電解液を用い、かつ前記陽極電極箔および／または陰極電極箔としてリン酸処理を施した電極箔を用いた電解コンデンサ。
【請求項４】
陽極電極箔と陰極電極箔とセパレータを巻回し、かつ電解液を含浸したコンデンサ素子を外装ケースに収納してなる電解コンデンサにおいて、前記電解液としてボロジグリコール酸三級アミン塩を含有する電解液を用い、かつコンデンサ素子に含有される水分量を０．７ｗｔ％以下とした電解コンデンサ。
【請求項５】
陽極電極箔と陰極電極箔とセパレータを巻回し、かつ電解液を含浸したコンデンサ素子を外装ケースに収納してなる電解コンデンサにおいて、前記電解液としてボロジグリコール酸三級アミン塩を含有する電解液を用い、かつ前記セパレータとして耐熱性合成樹脂からなるセパレータを用いた電解コンデンサ。
【請求項６】
陽極電極箔と陰極電極箔とセパレータを巻回し、かつ電解液を含浸したコンデンサ素子を外装ケースに収納してなる電解コンデンサにおいて、前記電解液としてボロジグリコール酸三級アミン塩を含有する電解液を用い、かつ外装ケース内に吸水剤を備えた電解コンデンサ。
【請求項７】
吸水剤がゼオライト、モレキュラーシーブス、シリカゲル、活性アルミナ、高吸水性高分子である請求項６記載の電解コンデンサ。
【請求項８】
陽極電極箔と陰極電極箔とセパレータを巻回し、かつ電解液を含浸したコンデンサ素子を外装ケースに収納し、この外装ケースの開口部を貫通孔を有する封口体で封口してなる電解コンデンサにおいて、前記電解液としてボロジグリコール酸三級アミン塩を含有する電解液を用い、かつ前記貫通孔に電極引き出し手段の丸棒部を挿入する可撓性材料からなるチューブを備えた電解コンデンサ。
【請求項９】
前記可撓性材料が、ゴム、フッ素樹脂、収縮チューブ、ポリエチレン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ナイロン、ポリアミドイミド、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ポリ−４−メチルペンテン−１（結晶性ポリオレフィン）、エチレン−ビニルアルコール共重合体、の中から選択された材料である請求項８記載の電解コンデンサ。
【請求項１０】
前記封口体が、フッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ナイロン、フェノール、エポキシ、ポリスルフォン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリオキシベンジレンポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネートを含む樹脂材料のグループ、アルミニウム、タンタル、マグネシウム、銅、ニッケル、チタン、またはこれらの合金を含む金属材料のグループ、硬質ゴム、セラミック、ガラス、の中から選択された材料である請求項８記載の電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電解コンデンサ、特に低インピーダンス特性を有する電解コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサは、一般的には帯状の高純度のアルミニウム箔に、化学的あるいは電気化学的にエッチング処理を施して、アルミニウム箔表面を拡大させるとともに、このアルミニウム箔をホウ酸アンモニウム水溶液等の化成液中にて化成処理して表面に酸化皮膜層を形成させた陽極電極箔と、エッチング処理のみを施した高純度のアルミニウム箔からなる陰極電極箔とを、マニラ紙等からなるセパレータを介して巻回してコンデンサ素子を形成する。そして、このコンデンサ素子は、電解コンデンサ駆動用の電解液を含浸した後、アルミニウム等からなる有底筒状の外装ケースに収納する。外装ケースの開口部には弾性ゴムからなる封口体を装着し、絞り加工により外装ケースを密封している。
【０００３】
ここで、コンデンサ素子に含浸される高電導率を有する電解コンデンサ駆動用の電解液として、γ−ブチロラクトンを主溶媒とし、溶質として環状アミジン化合物を四級化したカチオンであるイミダゾリニウムカチオンやイミダゾリウムカチオンを、カチオン成分とし、酸の共役塩基をアニオン成分とした塩を溶解させたものが用いられている（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−３２１４４０号公報
【特許文献２】特開平０８−３２１４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、電子情報機器はデジタル化され、さらにこれらの電子情報機器の心臓部であるマイクロプロセッサの駆動周波数の高速化がすすんでいる。これに伴って、周辺回路の電子部品の消費電力の増大化が進み、それに伴うリップル電流の増大化が著しく、この回路に用いる電解コンデンサには、低インピーダンス特性が要求される。
【０００６】
そこで、本発明は、低インピーダンス特性を有し、さらに高温寿命特性も良好な電解コンデンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一の電解コンデンサは、ボロジグリコール酸三級アミン塩および、高沸点溶媒を含有する電解コンデンサ用電解液を用いたことを特徴としている。
【０００８】
また、前記高沸点溶媒として、３−メチルスルホラン、２，４−ジメチルスルホランを用いたことを特徴としている。
【０００９】
本発明の第二の電解コンデンサは、陽極電極箔と陰極電極箔とセパレータを巻回し、かつ電解液を含浸したコンデンサ素子を外装ケースに収納してなる電解コンデンサにおいて、前記電解液としてボロジグリコール酸三級アミン塩を含有する電解液を用い、かつ前記陽極電極箔および／または陰極電極箔としてリン酸処理を施した電極箔を用いることを特徴としている。
【００１０】
本発明の第三の電解コンデンサは、陽極電極箔と陰極電極箔とセパレータを巻回し、かつ電解液を含浸したコンデンサ素子を外装ケースに収納してなる電解コンデンサにおいて、前記電解液としてボロジグリコール酸三級アミン塩を含有する電解液を用い、かつコンデンサ素子に含有される水分量を０．７ｗｔ％以下、好ましくは０．５ｗｔ％以下、さらに好ましくは０．４ｗｔ％以下としたことを特徴としている。
【００１１】
本発明の第四の電解コンデンサは、陽極電極箔と陰極電極箔とセパレータを巻回し、かつ電解液を含浸したコンデンサ素子を外装ケースに収納してなる電解コンデンサにおいて、前記電解液としてボロジグリコール酸三級アミン塩を含有する電解液を用い、かつ前記セパレータとして耐熱性合成樹脂からなるセパレータを用いたことを特徴としている。
【００１２】
本発明の第五の電解コンデンサは、陽極電極箔と陰極電極箔とセパレータを巻回し、かつ電解液を含浸したコンデンサ素子を外装ケースに収納してなる電解コンデンサにおいて、前記電解液としてボロジグリコール酸三級アミン塩を含有する電解液を用い、かつ外装ケース内に吸水剤を備えたことを特徴としている。
【００１３】
また、前記電解コンデンサにおいて、吸水剤がゼオライト、モレキュラーシーブス、シリカゲル、活性アルミナ、高吸水性高分子であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第六の電解コンデンサは、陽極電極箔と陰極電極箔とセパレータを巻回し、かつ電解液を含浸したコンデンサ素子を外装ケースに収納し、この外装ケースの開口部を貫通孔を有する封口体で封口してなる電解コンデンサにおいて、前記電解液としてボロジグリコール酸三級アミン塩を含有する電解液を用い、かつ前記貫通孔に電極引き出し手段の丸棒部を挿入する可撓性材料からなるチューブを備えたことを特徴としている。  
【００１５】
本発明の電解コンデンサに用いる電解コンデンサ用電解液は、ボロジグリコール酸三級アミン塩を含有している。
【００１６】
ボロジグリコール酸三級アミン塩の三級アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリブチルアミン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）−ウンデセン−７、トリエタノールアミン等があげられる。
【００１７】
本発明の電解コンデンサに用いる電解コンデンサ用電解液は以下の溶媒を用いることができる。すなわち、プロトン性極性溶媒、非プロトン性溶媒、及びこれらの混合物を用いることができる。プロトン性極性溶媒としては、一価アルコール類（エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロブタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等）、多価アルコール類およびオキシアルコール化合物類（エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メトキシプロピレングリコール、ジメトキシプロパノール等）などが挙げられる。また、非プロトン性の極性溶媒としては、アミド系（Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ─ジメチルホルムアミド、Ｎ─エチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ─ジエチルホルムアミド、Ｎ─メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ─ジメチルアセトアミド、Ｎ─エチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックアミド等）、ラクトン類（γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−バレロラクトン等）、環状アミド系（Ｎ─メチル─２─ピロリドン等）、ニトリル系（アセトニトリル等）、スルホキシド系（ジメチルスルホキシド等）などが代表として挙げられる。
【００１８】
そして、本発明の第一の電解コンデンサにおいては、以上の溶媒に加えて、用いる高沸点溶媒として、以下の溶媒を挙げることができる。すなわち、３−メチルスルホラン、２，４−ジメチルスルホラン、１，３−ジエチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジプロピル−２−イミダゾリジノン、１−メチル−３−エチル−２−イミダゾリジノン等、１，３，４−トリアルキル−２−イミダゾリジノン：１，３，４−トリメチル−２−イミダゾリジノン等、１，３，４，５−テトラアルキル−２−イミダゾリジノン：１，３，４，５−テトラメチル−２−イミダゾリジノン等、３−エチル−１，３−オキサゾリジン−２−オン等、カーボネート：エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等である。これらの中でも、３−メチルスルホラン、２，４−ジメチルスルホランを用いると、１２５℃の高温特性が良好なので好適である。
【００１９】
そして、高沸点溶媒の溶媒中の含有量は、２５ｗｔ％未満では比抵抗特性が良好であり、２５〜８０ｗｔ％であると１２５℃の高温寿命特性が良好になる。８０ｗｔ％を越えると比抵抗が上昇して低インピーダンス特性が得られない。さらに２５ｗｔ％未満では、好ましくは１〜２０ｗｔ％、さらに好ましくは３〜１５ｗｔ％である。この範囲を越えると比抵抗が上昇し、この範囲の下限以上であると寿命特性が向上する。
【００２０】
本発明第二に電解コンデンサにおいて、電極箔としては、リン酸処理を施した電極箔を用いる。陽極電極箔、陰極電極箔の片方でも本発明の効果はあるが、両方に用いると両電極箔の劣化が抑制されるのでより好ましい。通常高純度のアルミニウム箔に化学的あるいは電気化学的にエッチング処理を施してエッチング箔とするが、本発明におけるリン酸処理とは、このエッチング工程での交流エッチングの前処理、中間処理、または後処理としてリン酸塩水溶液浸漬処理を行う等の手段であり、このリン酸処理によって得たエッチング箔を陰極電極箔として用いる。また、陽極箔においては、エッチング箔もしくは前記のリン酸処理を施していないエッチング箔にリン酸化成を施すか、化成前、中間、または後処理にリン酸浸漬を行う手段であり、このリン酸処理によって得た電極箔を陽極電極箔として用いる。
【００２１】
さらに、前記の電解コンデンサ用電解液にリン化合物を添加すると本発明の効果は向上する。このリン化合物としては、以下のものを挙げることができる。正リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、及びこれらの塩、これらの塩としては、アンモニウム塩、アルミニウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、カリウム塩である。また、リン酸エチル、リン酸ジエチル、リン酸ブチル、リン酸ジブチル等のリン酸化合物、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、アミノトリメチレンホスホン酸、フェニルホスホン酸等のホスホン酸化合物等が挙げられる。また、メチルホスフィン酸、ホスフィン酸ブチル等のホスフィン酸化合物が挙げられる。
【００２２】
さらに、以下のような、縮合リン酸又はこれらの塩をあげることができる。ピロリン酸、トリポリリン酸、テトラポリリン酸等の直鎖状の縮合リン酸、メタリン酸、ヘキサメタリン酸等の環状の縮合リン酸、又はこのような鎖状、環状の縮合リン酸が結合したものである。そして、これらの縮合リン酸の塩として、アンモニウム塩、アルミニウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、カリウム塩等を用いることができる。
【００２３】
添加量は０．０５〜３ｗｔ％、好ましくは０．１〜２ｗｔ％である。
【００２４】
以上の本発明の電解コンデンサは、低インピーダンス特性を有し、高温寿命特性も良好である。すなわち、ボロジグリコール酸三級アミン塩を用い、高温寿命試験を行った場合、ボロジグリコール酸が加水分解してほう酸とグリコール酸を生成し、このグリコール酸が電極箔と反応して特性が劣化するが、本発明の電解コンデンサはリン酸処理を施した電極箔を用いているので、電解液と電極箔の反応が抑制されて、高温寿命特性も安定している。
【００２５】
本発明の第三の電解コンデンサにおいては、電解コンデンサのコンデンサ素子に含有される水分量をコンデンサ素子の全重量に対して、０．７ｗｔ％以下としている。ここで、コンデンサ素子とはコンデンサ素子のリード線のコンデンサ素子から引き出された部分を切断した部分をいう。このような水分量とするには以下のような方法を用いることができる。すなわち、電解コンデンサの製造工程においては、コンデンサ素子に電解液を含浸した後、外装ケースに封入するまでに吸湿してコンデンサ素子内の水分量が増大する。したがって、この工程を乾燥雰囲気中で行うか、封入前でコンデンサ素子内の水分を除去することによって、コンデンサ素子内の水分量を０．７ｗｔ％以下とすることができる。例えば、０．１ｗｔ％以下の水分含有量の低い電解コンデンサ用電解液を用い、電解液の含浸前にコンデンサ素子を高温乾燥空気中に放置して乾燥し、含浸後、グローブボックス等の乾燥雰囲気中で外装ケースへ封入、封口する方法、電解液を含浸したコンデンサ素子を４０〜６０℃のもとで、減圧乾燥する方法などをとることができる。
【００２６】
ボロジグリコール酸三級アミン塩は水分が存在すると加水分解してほう酸とグリコール酸を生成する。そして、このグリコール酸が電極箔と反応して特性が劣化する。そこで素子中の水分と特性の劣化との関係を究明したことから本発明に至ったものである。すなわち、コンデンサ素子内に浸透した水分が０．７ｗｔ％を越えた時、ボロジグリコール酸三級アミン塩の加水分解反応が促進され、生成したグリコール酸が電極箔と反応して電解コンデンサの特性の劣化をもたらす。したがって、コンデンサ素子に含有される水分量を０．７ｗｔ％以下にすることによって、電解コンデンサの特性の劣化を防止することができる。
【００２７】
このように電解液を含浸したコンデンサ素子に水分が吸収されると、コンデンサ素子内で水分の偏在がおこる。すなわち、コンデンサ素子端面に近い部分に水分が多くなり、ボロジグリコール酸三級アミン塩の加水分解が促進されて、グリコール酸の生成が増大して、電極箔との反応性が高くなる。したがって、このような偏在があってもコンデンサの特性に影響しないコンデンサ素子に含有される水分量は０．７ｗｔ％以下であると考えられる。
【００２８】
さらに、ニトロ化合物を添加すると、生成したグリコール酸と電極箔との反応性を抑制することができるので好適である。ニトロ化合物としては、ニトロフェノール、ジニトロフェノール、ニトロ安息香酸、ニトロトルエン、ジニトロトルエン、ニトロキシレン、ニトロベンゼン、ジニトロベンゼン、ニトロベンジルアルコール、ニトロベンズアルデヒド、ニトロアセトフェノン、ニトロアニソール、ジメトキシニトロベンゼン、ニトロアニリン、ニトロフェネトール、ニトロフタル酸、２−（ニトロフェノキシ）エタノール等をあげることができる。
【００２９】
以上の本発明の電解コンデンサは、低インピーダンス特性を有し、高温寿命特性も良好である。すなわち、本発明の電解コンデンサはコンデンサ素子内に含有される水分量を０．７ｗｔ％以下としているので、ボロジグリコール酸三級アミン塩を用い、高温寿命試験を行った場合、コンデンサ素子内に含有される水分によってボロジグリコール酸三級アミン塩の加水分解が促進されて、生成したグリコール酸と電極箔が反応して特性が劣化するというようなことがなく、高温寿命特性は安定している。
【００３０】
本発明の第四の電解コンデンサにおいては、セパレータとして、耐熱性合成樹脂からなるセパレータを用いる。このセパレータとして、織布、不織布、紙、多孔質フィルムをあげることができる。すなわち、ポリエステル、ポリアミド、ビニロン、レーヨン、さらにアラミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、全芳香族ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリ四フッ化エチレン、ポリアミノビスマレイミド、エチレン−四フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン等から選ばれる高分子の繊維を用いた織布、不織布または紙やこれらの高分子を用いた多孔質フィルムを挙げることができる。そして、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂をバインダーとして用いても良い。
【００３１】
以上の本発明の電解コンデンサは、低インピーダンス特性を有し、高温寿命特性も良好である。すなわち、通常のマニラ紙等からなるセパレータとボロジグリコール酸三級アミン塩を用い、高温寿命試験を行った場合、セパレータから混入する水分によってボロジグリコール酸が加水分解してほう酸とグリコール酸を生成し、このグリコール酸が電極箔と反応して特性が劣化する。しかしながら、本発明の電解コンデンサは耐熱性合成樹脂からなるセパレータを用いているので、混入する水分が少なく、電解液と電極箔の反応が抑制されて、高温寿命特性も安定している。
【００３２】
本発明の第五の電解コンデンサにおいては、陽極電極箔と陰極電極箔とセパレータを巻回してコンデンサ素子を形成し、コンデンサ素子に前記の電解コンデンサ用電解液を含浸する。このコンデンサ素子を有底筒状のアルミニウムよりなる外装ケースに収納し、コンデンサ素子のリード線を封口体の貫通孔に挿通した後、開口部を封口して本発明の電解コンデンサは形成されるが、本発明においては有底筒状のアルミニウムケース内に吸水剤を備えている。吸水剤はフィルム状、板状、球状等のものをケース内に載置してもよいし、粉状、微粉末状のものをケース内に載置あるいはコンデンサ素子の端面、またはセパレータ、電極箔に付着させてもよい。また、電解コンデンサ用電解液に分散させてもよい。さらに、封口体に混在させてもよい。
【００３３】
ここで．吸水剤としては、無機系吸水剤、有機系吸水剤を挙げることができる。無機系吸水剤としては、活性炭、ゼオライト、モレキュラーシーブス、シリカゲル、活性アルミナ等の表面積の大きな無機物、アルギン酸カルシウムビーズ等の吸水性粒子、ＮｂＳ3 、ＮｂＳｅ2 、ＴａＳｅ2 等の遷移金属ダイカルコゲナイトやグラファイトのような層状物質、ＧｅＯ等の不飽和酸化物、ＣａＯ、ＢａＯ等アルカリ土類金属の酸化物、ＮｉＳＯ4 、ＬｉＣｌＯ4 、パラトルエンスルホン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム等の結晶水をもつ化合物、五酸化リン、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、臭化亜鉛、及び無水硫酸銅等の無機化合物、リチウム、ベリリウム、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、ルビジウム、ストロンチウム、カルシウム等の金属、およびＴｉＯ2 、ケイソウ土、活性炭、半水石膏を挙げることができる。                                  
【００３４】
有機系吸水剤としては、デンプン、セルロース系（グラフト重合系、カルボキシメチル系：デンプン／ポリアクリル酸塩系、橋架けカルボキシメチル化セルロース系）、合成ポリマー系（アクリル系、アクリルアミド系、ポリオキシエチレン系、メタクリル系：橋架けポリアクリル酸塩系、アクリル繊維の加水分解物系）、イソブチレン／マレイン酸塩系、橋架けポリビニルアルコール系等の高吸水性高分子、アセチルセルロース、ブチルアセチルセルロース，ポリアミド、ユリア樹脂，ポリエステルサーリンＡ（アイオノマー），塩化ゴム等の有機物、イオン交換樹脂、ポリビニールアルコール、ナイロン等の分子内に−ＮＨ2 、−ＯＨ、ーＣＯＯＨ、−ＳＯ3 Ｈ、−ＯＨ、−ＮＨ−等の親水基を有して多くの水分を吸収して保持できる吸水性樹脂、ナフチレンジイソシアネート、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、イソプロピリデンビス（４−シクロヘキシルイソシアネート）、シクロヘキシルジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアンート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイシシアネート、水添キシリレンジイソシアネートおよびビニルアルコールとアクリル酸の共重合体、デンプンとアクリロニトリルの共重合体、Ｃ60（フラーレン）を挙げることができる。
【００３５】
以上の本発明の電解コンデンサは、低インピーダンス特性を有し、高温寿命特性も良好である。すなわち、ボロジグリコール酸三級アミン塩を用い、高温寿命試験を行った場合、封口部から浸透した水分によってボロジグリコール酸が加水分解してほう酸とグリコール酸を生成し、このグリコール酸が電極箔と反応して特性が劣化する。しかしながら、本発明の電解コンデンサにおいては吸水剤を外装ケース内に備えているので、封口部から浸透した水分を吸水剤が吸水し、電解液と電極箔の反応が抑制されて、高温寿命特性も安定している。
【００３６】
本発明の第六の電解コンデンサにおいては、図１に示すように、封口体の貫通孔９２に可撓性材料からなるチューブ９１を備えている。
【００３７】
このチューブは電極引き出し手段の丸棒部６の外周にチューブ９２を装着し、このチューブ付きの丸棒部を封口体の貫通孔９２に挿入して備えることができる。また、封口体に設けられた貫通孔９２の中にチューブ９１を装着し、このチューブ内に、電極引き出し手段の丸棒部６を挿入して備えることもできる。
【００３８】
このような可撓性材料からなるチューブを備えることによって、気密性を向上させることができる。すなわち、チューブ付きの丸棒部を封口体の貫通孔内に挿入する場合にも、貫通孔に装着されたチューブ内に電極引き出し手段の丸棒部を挿入する場合にも、このチューブが貫通孔と接着剤等により接着されていないため、電極引き出し手段の押圧力により、チューブがその挿入方向に伸びるため、応力が拡散してチューブと丸棒部との密着性が向上し、結果として電解コンデンサの気密性が向上する。
【００３９】
そして、電極引き出し手段の丸棒部にチューブが装着された状態で、チューブの内径が電極引き出し手段の丸棒部の外径よりも小さくする、チューブの外径が貫通孔の径よりも大きくする、また、貫通孔の開口端部のうち、前記電極引き出し手段の挿入側の開口端部の径がその中央部の径よりも大きくする。このような手段をとることにより、丸棒部、チューブ、貫通孔のそれぞれの接触領域の全面に亘って確実に密着させることができるので、さらに気密性は向上する。
【００４０】
さらに、図１に示すように、前記の封口体を水分透過性の低い、例えば硬質材料からなる第１の封口部材９３と、その外周に装着された可撓性材料からなる第２の封口部材９４とから構成することによって、第１の封口部材の良好な気密性と、第１の封口部材の寸法に若干のばらつきがある場合でも、その外周に配設される可撓性材料からなる第２の封口部材の弾性によって寸法誤差を吸収できるので、封口手段の外周面と外装ケースの開口部の内周面とを確実に密着させることができることとの双方の相乗作用によって気密性を向上させることができる。
【００４１】
以上の可撓性材料としては、ゴム、フッ素樹脂、収縮チューブ、ポリエチレン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ナイロン、ポリアミドイミド、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ポリ−４−メチルペンテン−１（結晶性ポリオレフィン）、エチレン−ビニルアルコール共重合体を挙げることができる。
【００４２】
そして、封口体は、フッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ナイロン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリスルフォン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリオキシベンジレンポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネートを含む樹脂材料のグループ、アルミニウム、タンタル、マグネシウム、銅、ニッケル、チタン、またはこれらの合金を含む金属材料のグループ、硬質ゴム、セラミック、ガラス、の中から選択された水分透過性の低い材料より構成することができる。ここで、金属材料を使用する場合には、リード端子やコンデンサ素子との間の絶縁を確保する目的で、この金属材料の表面に、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂等からなる樹脂フィルムや酸化皮膜等の絶縁層が形成される。また、これらの材料は前記の硬質材料としても用いることができる。
【００４３】
さらに、本発明に用いるチューブ、封口体を耐アルカリ性樹脂から構成すると好適である。耐アルカリ性樹脂としては、フッ素樹脂あるいはポリエチレンから選択された材料を用いることができ、フッ素樹脂としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン），ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体），ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体），ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体），ＥＣＴＦＥ（エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体），ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）の中から選択された材料を用いることができる。
【００４４】
以上の本発明の電解コンデンサは、低インピーダンス特性を有し、高温寿命特性も良好である。すなわち、ボロジグリコール酸三級アミン塩を用い、高温寿命試験を行った場合、封口部から浸透する水分によってボロジグリコール酸が加水分解してほう酸とグリコール酸を生成し、このグリコール酸が電極箔と反応して特性が劣化する。しかしながら、本発明の電解コンデンサは封口体の貫通孔に可撓性材料からなるチューブを備えているので、封口体の気密性が向上してコンデンサ外部からの水分の浸透が少なくなり、電解液と電極箔の反応が抑制されて、高温寿命特性も安定している。
【発明の効果】
【００４５】
この発明によれば、低インピーダンス特性を有し、高温寿命特性も良好な電解コンデンサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００４７】
コンデンサ素子は陽極電極箔と陰極電極箔をセパレータを介して巻回して形成する。また陽極電極箔、陰極電極箔には陽極引出し用のリード線、陰極引出し用のリード線がそれぞれ接続されている。
【００４８】
これらのリード線は、電極箔に当接する接続部とこの接続部と一体に形成した丸棒部、および丸棒部の先端に固着した外部接続部からなる。また、接続部および丸棒部は９９％のアルミニウム、外部接続部は銅メッキ鉄鋼線からなる。このリード線の、少なくとも丸棒部の表面には、リン酸アンモニウム水溶液による化成処理により酸化アルミニウムからなる陽極酸化皮膜が形成されている。このリード線は、接続部においてそれぞれステッチや超音波溶接等の手段により両極電極箔に電気的に接続されている。
【００４９】
陽極電極箔は、純度９９．９％のアルミニウム箔を酸性溶液中で化学的あるいは電気化学的にエッチングして拡面処理した後、アジピン酸アンモニウムの水溶液中で化成処理を行い、その表面に陽極酸化皮膜層を形成したものを用いる。
【００５０】
そして、電解液を含浸したコンデンサ素子を、有底筒状のアルミニウムよりなる外装ケースに収納し、外装ケースの開口部に封口体を装着するとともに、外装ケースの端部に絞り加工を施して外装ケースを密封する。封口体は、リード線をそれぞれ導出する貫通孔を備えている。
【００５１】
（実施例1）
本実施例で用いた電解コンデンサ用電解液を（表１−１）に示す。なお、従来例としてγ−ブチロラクトン９０ｗｔ％、フタル酸水素１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム１０ｗｔ％を用いた。火花電圧は１０５Ｖ、比抵抗は１４２Ωｃｍである。
【００５２】
以上のように構成した電解コンデンサの定格は、６３ＷＶ−４７μＦであり、これらの電解コンデンサの特性を評価した。試験条件は１０５℃、５００時間負荷である。その結果を（表１−２）に示す。
【表１−１】
2006012983.tif 000002
【００５３】
GBL ：γ−ブチロラクトン
３−ＭSL ：３−メチルスルホラン
Ａ：ボロジグリコール酸エチルジメチルアミン
【００５４】
【表１−２】
2006012983.tif 000003
Ｃａｐ：静電容量、ｔａｎδ：誘電損失の正接、ΔＣａｐ：静電容量変化率
【００５５】
（表１−１）から明らかなように、実施例の電解コンデンサ用電解液の比抵抗は従来例に比べて低く、火花電圧も高い。そして、（表１−２）から分かるように、これを用いた電解コンデンサのｔａｎδは低く、高温寿命特性も比較例に比べて良好である。また、３−メチルスルホランにかえて、２，４−ジメチルスルホランを用いて同様の結果が得られている。
【００５６】
（実施例２）
本実施例では以下の電極箔を用いた。陰極箔としてエッチング工程でリン酸浸漬処理を行ったエッチング箔を用い、陽極箔としてこのエッチング箔にリン酸化成によって陽極化成皮膜を形成した化成箔を用いた。比較例としては、このようなリン酸浸漬処理、リン酸化成を行わない、電極箔を用いた。
【００５７】
また、用いた電解コンデンサ用電解液を（表２−１）に示す。
【００５８】
以上のように実施例の電解液を用いて構成した電解コンデンサの定格は、６３ＷＶ−４７μＦであり、これらの電解コンデンサの特性を評価した。試験条件は１０５℃、５００時間負荷である。その結果を（表２−２）に示す。
【００５９】
【表２−１】
2006012983.tif 000004
ＧＢＬ：γ−ブチロラクトン
Ａ：ボロジグリコール酸エチルジメチルアミン
Ｂ：フタル酸水素１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム
Ｃ：リン酸ジブチル
【００６０】
【表２−２】
2006012983.tif 000005
Ｃａｐ：静電容量、ｔａｎδ：誘電損失の正接、ＬＣ：漏れ電流、ΔＣａｐ：静電容量変化率
【００６１】
（表２−１）から明らかなように、実施例の電解コンデンサ用電解液の比抵抗は従来例に比べて約１／２に低減しており、火花電圧も高い。そして、（表２−２）から分かるように、これを用いた電解コンデンサのｔａｎδは低く、比較例に比べて高温寿命試験後の漏れ電流が低減しており、本発明の効果が明らかである。
【００６２】
（実施例３）  
本実施例においては電解液含浸前にコンデンサ素子を乾燥し、その後の工程を湿度管理したグローブボックス内で行い、外装ケース収納、密封、エージング後分解して素子水分量を測定した。
【００６３】
ここで用いた電解コンデンサ用電解液は、γ−ブチロラクトン７４ｗｔ％、ボロジグリコール酸エチルジメチルアミン２５ｗｔ％、ｐ−ニトロフェノール１ｗｔ％である。
【００６４】
以上のように構成した電解コンデンサの定格は、６３ＷＶ−４７μＦであり、これらの電解コンデンサの特性を評価した。試験条件は１０５℃、５００時間負荷である。その結果を（表３−１）に示す。
【００６５】
【表３−１】
2006012983.tif 000006
Ｃａｐ：静電容量、ｔａｎδ：誘電損失の正接、ＬＣ：漏れ電流、ΔＣａｐ：静電容量変化率
【００６６】
（表３−１）から明らかなように、実施例において、低インピーダンス特性を有する電解コンデンサを実現しており、高温寿命特性は素子水分量が０．９ｗｔ％の比較例に比べて０．７ｗｔ％の実施例３は良好であり、０．４ｗｔ％、０．２ｗｔ％の実施例２、１はさらに良好である。
【００６７】
（実施例４）  
本実施例では、セパレータとして、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるセパレータ、及び従来から用いているマニラ紙からなるセパレータを用いた。
【００６８】
また、用いた電解コンデンサ用電解液を（表４−１）に示す。
【００６９】
以上のように実施例の電解液を用いて構成した電解コンデンサの定格は、６３ＷＶ−４７μＦであり、これらの電解コンデンサの特性を評価した。試験条件は１０５℃、５００時間負荷である。その結果を（表４−２）に示す。
【００７０】
【表４−１】
2006012983.tif 000007
ＧＢＬ  γ−ブチロラクトン
Ａ：ボロジグリコール酸エチルジメチルアミン
Ｂ：フタル酸水素１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム
【００７１】
【表４−２】
2006012983.tif 000008
Ｃａｐ：静電容量、ｔａｎδ：誘電損失の正接、ＬＣ：漏れ電流、ΔＣａｐ：静電容量変化率
【００７２】
（表４−１）から明らかなように、実施例の電解コンデンサ用電解液の比抵抗は従来例に比べて約１／２に低減しており、火花電圧も高い。そして、（表４−２）から分かるように、これを用いた電解コンデンサのｔａｎδは低く、比較例に比べて高温寿命試験後の漏れ電流が低減しており、本発明の効果が明らかである。
【００７３】
（実施例５）  
本実施例においては、この電解コンデンサの外装ケース内にモレキュラーシーブを載置した。
【００７４】
また、用いた電解コンデンサ用電解液を（表５−１）に示す。
【００７５】
以上のように実施例の電解液を用いて構成した電解コンデンサの定格は、６３ＷＶ−４７μＦであり、これらの電解コンデンサの特性を評価した。試験条件は１０５℃、５００時間負荷である。その結果を（表５−２）に示す。
【００７６】
【表５−１】
2006012983.tif 000009
ＧＢＬ  γ−ブチロラクトン
Ａ：ボロジグリコール酸エチルジメチルアミン
Ｂ：フタル酸水素１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム
【００７７】
【表５−２】
2006012983.tif 000010
Ｃａｐ：静電容量、ｔａｎδ：誘電損失の正接、ＬＣ：漏れ電流、ΔＣａｐ：静電容量変化率
【００７８】
（表５−１）から明らかなように、実施例の電解コンデンサ用電解液の比抵抗は従来例に比べて約１／２に低減しており、火花電圧も高い。そして、（表５−２）から分かるように、これを用いた電解コンデンサのｔａｎδは低く、比較例に比べて高温寿命試験後の漏れ電流が低減しており、本発明の効果が明らかである。
【００７９】
（実施例６）  
本実施例では、封口体として、ＰＴＦＥからなる封口ゴムの貫通孔にＰＴＦＥからなるチューブを備えた封口体及び、従来から用いているブチルゴムからなる封口体を用いた。
【００８０】
また、用いた電解コンデンサ用電解液を（表６−１）に示す。
【００８１】
以上のように実施例の電解液を用いて構成した電解コンデンサの定格は、６３ＷＶ−４７μＦであり、これらの電解コンデンサの特性を評価した。試験条件は１０５℃、５００時間負荷である。その結果を（表６−２）に示す。
【００８２】
【表６−１】
2006012983.tif 000011
ＧＢＬ  γ−ブチロラクトン
Ａ：ボロジグリコール酸エチルジメチルアミン
Ｂ：フタル酸水素１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム
【００８３】
【表６−２】
2006012983.tif 000012
Ｃａｐ：静電容量、ｔａｎδ：誘電損失の正接、ＬＣ：漏れ電流、ΔＣａｐ：静電容量変化率
【００８４】
（表６−１）から明らかなように、実施例の電解コンデンサ用電解液の比抵抗は従来例に比べて約１／２に低減しており、火花電圧も高い。そして、（表６−２）から分かるように、これを用いた電解コンデンサのｔａｎδは低く、比較例に比べて高温寿命試験後の漏れ電流が低減しており、本発明の効果が明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の電解コンデンサの構造を示す内部断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１    コンデンサ素子
４    陽極引出し用のリード線
５    陰極引出し用のリード線
６    丸棒部
８    外部接続部
１０    外装ケース
【図１】
2006012983.tif 000013